專利名稱：一種以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種水體藻類清除劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
藍(lán)藻是藻類生物，又叫藍(lán)綠藻。在所有藻類生物中，藍(lán)藻是最簡(jiǎn)單、最原始的一種。 由于水資源環(huán)境極其惡劣導(dǎo)致藍(lán)藻大量繁殖而破壞生態(tài)平衡的現(xiàn)象稱為“藍(lán)藻水華”。藍(lán)藻水華會(huì)造成魚蝦死亡，導(dǎo)致水體污染，對(duì)人類的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重的影響。除此之外，藍(lán)藻毒素也會(huì)嚴(yán)重地危害人類的健康。在美國(guó)、日本、澳大利亞、巴西等國(guó)皆有報(bào)道因藻毒素引起魚類家畜及人中毒死亡的事件。我國(guó)眾多湖泊水體藍(lán)藻水華發(fā)生頻率高，藻類生物量巨大，產(chǎn)毒力強(qiáng)。因此，尋求一種長(zhǎng)效、經(jīng)濟(jì)和安全的預(yù)防和控制藍(lán)藻水華的方法是十分迫切的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，現(xiàn)有藍(lán)藻治理方法分物理、化學(xué)和生物等方法?；瘜W(xué)方法是利用殺藻劑進(jìn)行除藻，簡(jiǎn)單，易行，對(duì)湖面景觀沒有影響，然而由于它會(huì)造成二次污染，對(duì)底棲動(dòng)物和浮游動(dòng)物有不利的影響，并且由此產(chǎn)生的死藻作為新的污染源會(huì)產(chǎn)生二次污染，不利于飲用水的使用，同時(shí)會(huì)抬高湖床，加速湖泊老化，沼澤化，而不是一種合適有效的去除方法。物理方法如通過浮選方法，從水中撈出藍(lán)藻或離心，其標(biāo)本兼治，對(duì)水質(zhì)及水生生物種群無不利影響，無二次污染，且能攜帶出水中的污染物，但是這種方法成本高，不適合大面積應(yīng)用，需要長(zhǎng)期堅(jiān)持清除；此外，對(duì)湖面景觀有一定的影響。生物方法能大幅度降低水中的污染物，并在一定的時(shí)間內(nèi)保持水體的潔凈，對(duì)湖面景觀沒有影響。但其時(shí)間長(zhǎng)，效果不明顯，不能從根本上除去湖泊中的污染物；對(duì)湖泊生物種群結(jié)構(gòu)、生物多樣性造成一定的影響；死藻作為新的污染源會(huì)產(chǎn)生二次污染，且抬高湖床，加速湖泊老化，沼澤化。新發(fā)展的細(xì)菌控制的手段，因?yàn)槟壳斑€未解決它的安全及操作問題而作罷。其他的生物方法如過濾-喂魚控制和藻類競(jìng)爭(zhēng)，不是很有效或是對(duì)大型爆發(fā)的綠潮不夠安全。應(yīng)用商業(yè)用絮凝劑(如聚合氯化鋁和聚合氯化鐵)于自然水體中去除海藻，其存在安全問題如聚合氯化鋁中的鋁會(huì)造成大腦神經(jīng)系統(tǒng)損傷等，而且絮凝劑用量很大，成本高，這也限制了其使用。雖然目前有許多對(duì)藍(lán)藻進(jìn)行治理的方法，但各方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，不能得到廣泛應(yīng)用。目前藍(lán)藻的研究及治理相對(duì)藍(lán)藻污染的嚴(yán)重現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以全世界范圍內(nèi)都在進(jìn)行著各種類型關(guān)于藍(lán)藻的治理或研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑及其制備方法。它清除藍(lán)藻效率高，見效快，無二次污染。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑，其特征在于它是在膨脹珍珠巖載體外表面包裹TiO2柱撐蒙脫石光催化劑，然后經(jīng)過烘干處理得到的；所述的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑是在質(zhì)量百分比濃度為2 3%的鈉基蒙脫石的懸浮液中加入鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是TiCl4在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的，所述TiCl4的體積與鈉基蒙脫石重量的比例為0. 8 1. 2mL/g，然后靜置老化，經(jīng)離心、洗滌、烘干得到的。一種以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(I)TiO2柱撐蒙脫石光催化劑的制備(1. 1)稱取鈉基蒙脫石加入蒸餾水中，攪拌使其分散均勻，得到質(zhì)量百分比濃度為 2% 3%的鈉基蒙脫石的懸浮液；(1.2)在60 80°C水浴的條件下，在步驟(1. 1)得到的鈉基蒙脫石的懸浮液中滴加鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是TiCl4在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的，所述TiCl4的體積與鈉基蒙脫石重量的比例為0. 8 1. 2mL/g，滴加完畢后仍繼續(xù)攪拌使其充分反應(yīng)，得到柱撐液；(1. 3)將步驟(1. 2)得到的柱撐液室溫靜置老化，離心、洗滌、100°C以下烘干研磨即得TiO2柱撐蒙脫石光催化劑；(2)可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備取塊狀膨脹珍珠巖，表面均勻涂上有機(jī)粘結(jié)劑，再把步驟(1)制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑均勻粘結(jié)在膨脹珍珠巖表面，烘干固化，即得到產(chǎn)品。按上述方案，所述步驟(1. 2)中的鈦柱撐劑是將TiCl4與4 8mol/L的強(qiáng)酸溶液按照體積比為1 1 1 10混合，然后加水進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的。按上述方案，所述步驟(1. 2)中的滴加速率為2 4ml/min。按上述方案，所述步驟(2)中的膨脹珍珠巖的塊體粒徑< 3cm。礦物多孔材料如蒙脫石、凹凸棒石、沸石等，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒無害，價(jià)格便宜， 來源廣，比表面積大，具有良好的吸附性能，可以較好地吸附水體中的藍(lán)藻，但是清除效率低，而且不能降解藍(lán)藻毒素；二氧化鈦用作光催化劑具有光催化效率高、無毒性、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于各種廢水、廢氣光催化處理中，但由于TiO2粒徑小，光催化反應(yīng)后容易流失。本發(fā)明采用以礦物多孔材料鈉基蒙脫石為載體制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑孔徑均勻、可調(diào)，比表面積大，同時(shí)可增強(qiáng)TiO2的光催化效率，無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好， 可高效清除藍(lán)藻，降解藍(lán)藻毒素，然后將該TiO2柱撐蒙脫石催化劑包裹于膨脹珍珠巖載體的外表面而制得藍(lán)藻清除劑。由此制得的藍(lán)藻清除劑可浮于水面，易回收利用，同時(shí)膨脹珍珠巖良好的吸附性可也可促進(jìn)該藍(lán)藻清除劑對(duì)藍(lán)藻的清除。因此本發(fā)明能綜合利用蒙脫石的吸附作用和TiO2柱撐蒙脫石光催化劑高效的光催化降解作用，在江河湖泊遭受藍(lán)藻水華污染的時(shí)候，在較短時(shí)間內(nèi)快速有效清除藍(lán)藻，同時(shí)該藍(lán)藻清除劑可浮于水面，易回收重復(fù)利用。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑使用方便，清除藍(lán)藻效率高，見效快，易回收利用，無二次污染，適應(yīng)能力強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于各種遭受藍(lán)藻污染的水域。本發(fā)明提供的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備方法采用的原料無毒無害，來源廣，成本低；操作簡(jiǎn)便，可控。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合以下具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明，但不意味著限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1(1)稱取8. 8g鈉基蒙脫石，加入蒸餾水中，攪拌3小時(shí)，得到質(zhì)量百分比濃度為 2. 5%的蒙脫石懸浮液；(2)在70°C的水浴條件下，在步驟(1)制備的蒙脫石懸浮液中以2ml/min的速率滴加鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是將8. 8mL TiCl4與6mol/L的鹽酸溶液按照體積比為 1 10混合，然后加水進(jìn)行水解至溶液由黃綠色為無色而得到的，滴加完畢后仍繼續(xù)攪拌3 小時(shí)使其充分反應(yīng)，得到柱撐液；(3)將步驟⑵得到的柱撐液室溫靜置老化12h后，4000轉(zhuǎn)離心5min，洗滌3次， 75°C烘干研磨即得TiO2柱撐蒙脫石光催化劑；(4)取粒徑< 3cm的塊狀膨脹珍珠巖，表面均勻涂上有機(jī)粘結(jié)劑，再把步驟(3)制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑均勻粘結(jié)在膨脹珍珠巖表面，烘干固化，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例2(1)稱取8. Sg鈉基蒙脫石，加入蒸餾水中，攪拌3小時(shí)，得到質(zhì)量百分比濃度為 2. 6%的蒙脫石懸浮液；(2)在60°C的水浴條件下，在步驟(1)制備的蒙脫石懸浮液中以4ml/min的速率滴加入鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是是7. ImL TiCl4與4mol/L的硫酸溶液按照體積比為 1 5混合，然后加水進(jìn)行水解至溶液由黃綠色為無色而得到的，滴加完畢后仍繼續(xù)攪拌3 小時(shí)使其充分反應(yīng)，得到柱撐液；(3)將步驟⑵得到的柱撐液室溫靜置老化12h后，4000轉(zhuǎn)離心5min，洗滌3次， 75°C烘干研磨即得TiO2柱撐蒙脫石光催化劑；(4)取粒徑< 3cm的塊狀膨脹珍珠巖，表面均勻涂上有機(jī)粘結(jié)劑，再把步驟(3)制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑均勻粘結(jié)在膨脹珍珠巖表面，烘干固化，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例3(1)稱取8. 8g鈉基蒙脫石，加入蒸餾水中，攪拌3小時(shí)，得到質(zhì)量百分比濃度為 2%的蒙脫石懸浮液；(2)在60°C的水浴條件下，在步驟(1)制備的蒙脫石懸浮液中以3ml/min的速率滴加入鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是是7. ImL TiCl4與8mol/L的鹽酸溶液按照體積比為 1 1混合，然后加水進(jìn)行水解至溶液由黃綠色為無色而得到的，滴加完畢后仍繼續(xù)攪拌3 小時(shí)使其充分反應(yīng)，得到柱撐液；(3)將步驟⑵得到的柱撐液室溫靜置老化12h后，4000轉(zhuǎn)離心5min，洗滌3次， 75°C烘干研磨即得TiO2柱撐蒙脫石光催化劑；((4)取粒徑< 3cm的塊狀膨脹珍珠巖，表面均勻涂上有機(jī)粘結(jié)劑，再把步驟(3)制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑均勻粘結(jié)在膨脹珍珠巖表面，烘干固化，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例4(1)稱取8. 8g鈉基蒙脫石，加入蒸餾水中，攪拌使其分散均勻，得到質(zhì)量百分比濃度為3%的蒙脫石懸浮液；(2)在80°C的水浴條件下，在步驟(1)制備的蒙脫石懸浮液中滴加鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是是10. 5mL TiCl4與4!1101/1的鹽酸溶液按照體積比為1 1混合，然后加水進(jìn)行水解至溶液由黃綠色為無色而得到的，滴加完畢后仍繼續(xù)攪拌使其充分反應(yīng)，得到柱撐液；(3)將步驟(2)得到的柱撐液室溫靜置老化后，洗滌，100°C以下烘干研磨即得 TiO2柱撐蒙脫石光催化劑；(4)取塊狀膨脹珍珠巖，表面均勻涂上有機(jī)粘結(jié)劑，再把步驟(3)制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑均勻粘結(jié)在膨脹珍珠巖表面，烘干固化，即得到產(chǎn)品。取實(shí)施例1中得到的固體除藻劑，加入到250ml帶有大量藍(lán)藻的湖水，攪拌均勻
后，靜止存放。檢測(cè)結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑，其特征在于它是在膨脹珍珠巖載體外表面包裹TiO2柱撐蒙脫石光催化劑，然后經(jīng)過烘干處理得到的；所述的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑是在質(zhì)量百分比濃度為2 3%的鈉基蒙脫石的懸浮液中加入鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是TiCl4在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的，所述TiCl4的體積與鈉基蒙脫石重量的比例為0. 8 1. 2 mL/g，然后靜置老化，經(jīng)離心、洗滌、烘干得到的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備方法， 其特征在于包括以下步驟(1)TiO2柱撐蒙脫石光催化劑的制備(1. 1)稱取鈉基蒙脫石加入蒸餾水中，攪拌使其分散均勻，得到質(zhì)量百分比濃度為 2% 3%的鈉基蒙脫石的懸浮液；(1. 2)在60 80°C水浴的條件下，在步驟(1. 1)得到的鈉基蒙脫石的懸浮液中滴加鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是TiCl4在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的，所述TiCl4的體積與鈉基蒙脫石重量的比例為0. 8 1. 2 mL/g，滴加完畢后仍繼續(xù)攪拌使其充分反應(yīng)，得到柱撐液；(1.3)將步驟(1.2)得到的柱撐液室溫靜置老化，離心、洗滌、100°C以下烘干研磨即得TiO2柱撐蒙脫石光催化劑；(2)可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備取塊狀膨脹珍珠巖，表面均勻涂上有機(jī)粘結(jié)劑，再把步驟(1)制備的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑均勻粘結(jié)在膨脹珍珠巖表面，烘干固化，即得到產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備方法， 其特征在于所述步驟(1. 2)中的鈦柱撐劑是將TiCl4與4 8 mol/L的強(qiáng)酸溶液按照體積比為1:1 1:10混合，然后加水進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備方法， 其特征在于所述步驟(1. 2)中的滴加速率為2 4 ml/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑的制備方法， 其特征在于所述步驟(2)中的膨脹珍珠巖的塊體粒徑< 3cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑及其制備方法。它是在膨脹珍珠巖載體外表面包裹TiO2柱撐蒙脫石光催化劑，然后經(jīng)過烘干處理得到的；所述的TiO2柱撐蒙脫石光催化劑是在質(zhì)量百分比濃度為2～3%的鈉基蒙脫石的懸浮液中加入鈦柱撐劑，所述的鈦柱撐劑是TiCl4在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水解至溶液由黃綠色變?yōu)闊o色而得到的，所述TiCl4的體積與鈉基蒙脫石重量的比例為0.8～1.2mL/g，然后靜置老化，經(jīng)離心洗滌烘干得到的。本發(fā)明提供的以膨脹珍珠巖為載體可浮于水面的藍(lán)藻清除劑使用方便，見效快，成本低，易回收利用，無二次污染，適應(yīng)能力強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于各種遭受藍(lán)藻污染的水域。
文檔編號(hào)C02F1/30GK102219275SQ20111011167
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者嚴(yán)春杰, 張華麗, 曾路, 王洪權(quán), 王鐸, 肖國(guó)琪, 舒國(guó)晶, 蔡建, 郝佳瑞, 陳潔渝 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)